一種組合霧化用離心旋轉盤的制作方法

本發明涉及粉末冶金領域，尤其涉及一種組合霧化用離心旋轉盤。

背景技術：

霧化法屬于機械制粉法，應用較廣泛，生產規模僅次于還原法。組合霧化法是一種金屬霧化制粉新技術，制備的粉末粒徑小、粒度分布窄、球形度好，在3d打印、金屬粉末注射成形、電子漿料等領域具有廣闊的應用前景。

組合霧化法將自由下落式氣體霧化和離心霧化相結合。在組合霧化中，旋轉盤的選材、設計與制造非常關鍵。目前組合霧化一般沿用離心霧化所用的旋轉盤，大都采用陶瓷一體式結構，加工困難，成本較高，使用壽命短；在適用范圍方面，大多只適用于低熔點金屬或合金的霧化制粉，而對于高熔點金屬材料，易因為霧化過程的熱沖擊而引起離心盤的開裂破損。此外，一部分金屬熔體在離心霧化開始時由于冷卻凝固容易粘附在旋轉盤上，嚴重影響霧化制粉的正常進行，降低霧化效率，增加成本。因此，組合霧化的旋轉盤選材、設計與制造需要改進和創新。

技術實現要素：

鑒于上述現有離心旋轉盤的不足，本發明的目的在于提供一種組合霧化用離心旋轉盤，不僅加工容易，生產成本低，而且適用范圍廣，霧化制粉效果良好。

為了達到上述目的，本發明采取了以下技術方案：

一種組合霧化用離心旋轉盤，包括離心盤、離心托盤，所述離心盤可拆卸地同軸嵌套連接在離心托盤上，所述離心托盤底端與電機軸螺紋連接。

所述離心盤為橫截面呈t字形的回轉體，由上至下依次包括同軸設置的離心圓盤和底部圓柱，所述的離心圓盤邊緣設置有階梯凸邊，所述的底部圓柱的圓周面設置有外螺紋。

所述離心托盤由上至下包括同軸設置的圓形托盤、空心圓柱和和連接螺桿，所述的圓形托盤上端面設置有與所述階梯凸邊相匹配的階梯凹槽，所述空心圓柱內居中設置有階梯螺孔，所述階梯螺孔的內周壁上設置有與所述外螺紋相配合的內螺紋，所述連接螺桿與電機軸螺紋連接。

所述離心盤的材質采用六方氮化硼或石墨。

所述離心盤上表面涂覆有厚度為10um-100um的陶瓷薄膜層。

所述陶瓷薄膜為二氧化鈦薄膜。

所述離心托盤的材質采用不銹鋼。

本發明提供的組合霧化用離心旋轉盤，由于采用復合式結構，便于拆卸與更換；離心盤與離心托盤采用兩種不同的材料，離心盤的材質為六方氮化硼或石墨，離心托盤的材質為不銹鋼，加工方便，降低生產成本，還可以延長使用壽命；離心盤嵌入離心托盤中，由于離心托盤對離心盤的約束作用，離心盤難以因熱沖擊而發生破損，從而避免一體式陶瓷離心盤的熱損傷問題。此外，離心盤以六方氮化硼或石墨為基體材料，表面涂覆一層二氧化鈦薄膜，可起熱障作用，減小金屬熔體在霧化過程中對離心盤的熱沖擊，避免離心盤的破損，顯著減少金屬在離心盤上的冷凝粘附。

附圖說明

圖1為本發明實施例的組合霧化用離心旋轉盤整體結構示意圖。

圖2為本發明實施例的離心盤剖面示意圖。

圖3為本發明實施例的離心托盤剖面示意圖。

圖中：1-離心盤；11-離心圓盤；12-階梯凸臺；13-底部圓柱；14-外螺紋；2-離心托盤；21-階梯凹槽；22-圓形托盤；23-空心圓柱；24-階梯螺孔；25-內螺紋；26-連接螺桿。

具體實施方式

本發明提供了一種組合霧化用離心旋轉盤，為使本發明的目的、技術方案及效果更加清楚、明確，以下參照附圖并舉實例對本發明進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅用以解釋本發明，并不用于限定本發明。

請參閱圖1，圖2和圖3所述一種組合霧化用離心旋轉盤，包括離心盤1、離心托盤2，所述離心盤1可拆卸地同軸嵌套連接在離心托盤2上，所述離心托盤2底端與電機軸螺紋連接。

如圖2所示，所述離心盤1為橫截面呈t字形的回轉體，由上至下依次包括同軸設置的離心圓盤11和底部圓柱13，所述的離心圓盤11直徑設為100mm，當然也可以根據實驗需要調節離心盤的直徑，其邊緣設置有階梯凸邊12，所述的底部圓柱13的圓周面設置有外螺紋14。離心盤1的基體材質為六方氮化硼，由于六方氮化硼具有良好的耐熱性和導熱性，化學性質穩定，對絕大多數金屬熔體呈化學惰性，同時采用六方氮化硼制作離心盤易于機加工。因此適用于組合霧化制粉的旋轉盤。

如圖3所示，所述離心托盤2由上至下包括同軸設置的圓形托盤22、空心圓柱23和和連接螺桿26，所述的圓形托盤22上端面設置有與所述階梯凸邊12相匹配的階梯凹槽21，所述空心圓柱內居中設置有階梯螺孔24，所述階梯螺孔24的內周壁上設置有與所述外螺紋14相配合的內螺紋25，所述連接螺桿26與電機軸螺紋連接，避免了傳統離心霧化中因離心盤與電機直接連接產生夾持力而產生的斷裂或其它破損，從而保證離心盤的結構完整。

本實施例的離心托盤2采用不銹鋼制成，易于加工，不易破損，可重復使用，降低制備成本。

本實施例的組合霧化用離心旋轉盤由于采用復合結構，可根據需要更換不同材質或直徑的離心盤1。

在進一步的實施例中，為了使氣霧化金屬熔滴在所述離心盤1上形成一層薄而均勻的流動液膜，所述離心盤1上涂覆有一層厚度為10um-100um的陶瓷薄膜，可起熱障作用，降低金屬熔體對離心盤的熱沖擊，減少金屬過早冷凝在離心盤上的粘附，同時改善金屬液滴與所述離心盤1的潤濕性。在本實施例中，涂覆的陶瓷薄膜為二氧化鈦薄膜，其厚度可以根據需要進行調節和優化，控制在適當的范圍之內；若太厚，二氧化鈦薄膜抗熱沖擊性不好，容易引起陶瓷薄膜的破損；若太薄，在霧化過程中離心盤溫差變化大，所述離心盤1容易開裂。

在進一步的實施例中，為了提高所述離心盤1與涂覆的二氧化鈦薄膜的粘附力，本發明采取了如下方法：

將50g去離子水，15g平均粒徑為10微米的二氧化鈦粉末，1.5g硅酸鈉，1g六偏磷酸鈉配制成溶液；將經酒精清洗過的所述離心盤101在溫度為100℃的電阻爐里預熱10分鐘；通過刷涂法將配制的溶液均勻地涂覆在所述離心盤101上，形成10um-100um的二氧化鈦薄膜；將涂覆好的所述離心盤101放在溫度為300℃的電阻爐里保溫3小時，然后隨爐冷卻。

本發明提供的組合霧化用離心旋轉盤，由于采用組裝式結構，若使用過程中發生離心盤的破損，可隨時對離心盤1進行更換；離心盤1與離心托盤2采用兩種不同的材料，離心盤1由六方氮化硼或石墨制成，離心托盤2采用不銹鋼材質；由于離心盤1的材質具有優良的耐熱性和導熱性，加上離心托盤2的約束作用，即使高溫金屬熔滴，例如銅合金熔體，快速滴落在離心盤上時，也不會因熱沖擊而發生破損，因此可用于組合霧化制備高熔點金屬粉末。離心托盤2采用不銹鋼材質，易加工，成本較低。離心盤1以六方氮化硼或石墨為基體材料，其表面涂覆一層二氧化鈦薄膜，通過組合霧化可實現氣霧化金屬熔滴在離心盤1上重新聚合形成薄而均勻的液膜，再借助旋轉盤離心分裂獲得均勻微細球形金屬粉末。

以上對本發明進行了詳細的介紹，對本領域普通技術人員來說，可以根據上述說明加以改進或變換，而所有這些改進和變換都應屬于本發明所附權利要求的保護范圍。

技術特征：

技術總結
本發明公開一種組合霧化用離心旋轉盤，包括離心盤、離心托盤，所述離心盤可拆卸地同軸嵌套連接在離心托盤上，所述離心托盤底端與電機軸螺紋連接。本發明提供的組合霧化用離心旋轉盤，由于采用復合式結構，避免了采用單一結構加工困難、制造成本高、使用壽命短的缺點；可廣泛適用于不同金屬或合金的霧化制粉，即使在高熔點合金材料的霧化過程中，離心盤也不會因熱沖擊而破裂。該旋轉盤還能使金屬熔體均勻分布于其表面，形成一層完整的液膜，并在離心力作用下分裂成更細的液滴，然后在飛行過程中冷卻凝固成微細粉末。

技術研發人員：劉允中;耿江江;王騰
受保護的技術使用者：華南理工大學
技術研發日：2017.03.30
技術公布日：2017.09.01